第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
(1)通过实验、假设、推理等过程,以探究的方式建构电离模型,并以此认识电解质;
(2)能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离过程。
【内容分析】
在介绍离子反应之前,需要介绍电解质、电离的概念。因此,本节内容分为两部分:电解质的电离,离子反应。
首先,教材结合生活常识(给电器设备通电时,湿手操作容易发生触电事故)创设情境,以真实、有意义的问题来激发学生的学习兴趣,引发学生思考。然后以实验1-2为基础介绍电解质和电离的概念。
需要说明的是,实验1-2的设计目的有3个:①认识物质的导电性,②引人电解质的概念,③为学习电离的概念提供实验证据。
教材基于实验证据提出问题:为什么NaCl、KNO3 等电解质,在干燥时不导电,而溶于水或熔化后却能导电呢 随后,教材结合构成NaCl固体的粒子、NaCl固体在水中溶解和形成水合离子的过程,以及NaCl固体受热熔化时粒子运动的变化等,从微观角度对上述问题作出解释。为了帮助学生深入理解,教材辅以相应的微观过程示意图(图1-10、图1-11、图1-12)。 在此基础上,介绍电离的概念和电离方程式,并结合电离方程式,引导学生从电离的角度认识酸、碱的本质。
【教学重点和难点】
重点:电离方程式的书写。
难点:电解质概念,离子反应发生的条件。
【教学流程】
【学习任务一】身边的化学,发现问题
生活常识告诉我们,给电气设备通电时,湿手操作易发生触电事故。这是为什么呢?
【设计意图】结合生活常识,以真实、有意义的问题来激发学生的学习兴趣,引发学生思考。
【初高中知识衔接】
1.水导电吗?
2.什么化学物质是导电的,什么化学物质又是不导电的呢?
【设计意图】通过初中知识的回顾,引发思考,培养学生的思维模型(基于已有知识对问题进行思考)
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
【思考】NaC1溶液、KNO3溶液导电吗?NaCl固体、KNO3固体呢?
通过【实验1-2】以及【知识拓展】“如果将NaCl、KNO3、NaOH等固体分别加热至熔化,它们也都能导电”
引出物质导电的原因,建立新概念电解质与非电解质。
【设计意图】理解电离概念并不难,但由于其微观过程不可见,因此只能在实验事实的基础上通过推理、假设、验证等探究过程,建立微观模型,从而对实验事实作出合理解释。通过电离概念建立过程中培养证据推理与模型认知的核心素养。
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【思考】为什么NaCl固体不导电,而NaCl溶液、熔融NaCl可导电?
结合图画或动画提出问题:在NaCl溶于水的过程中究竞发生了什么
分组讨论,形成微观模型NaCl 在水分子作用下解离成自由移动的Na+和Cl-,脱离固体表面,进人水中形成溶液,即发生电离。
【思考】观察下图,NaCl溶液、熔融NaCl导电的过程能否用一个式子表示?
通过学生的思考交流引出新概念电离方程式。
【设计意图】通过微观机理图的观察,培养学生宏观辨识与微观辨析思维。
【评价任务三】写出HCl、H2SO4、HNO3 、NaOH、KOH、Ba(OH)2、NaCl、K2SO4和NH4NO3的电离方程式。
【设计意图】通过对比归类重新建立酸、碱、盐的概念。
一.实验
[实验1-2]
在三个烧杯中分别加入干燥的NaCl固体、KNO3固体和蒸馏水,如图1-9所示连接装置,将石墨电极依次放入三个烧杯中,分别接通电源,观察并记录现象。
取上述烧杯中的NaCl固体、KNO3,固体各少许,分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解形成溶液。如图1-9所示,将石墨电极依次放入NaC1溶液、KNO3溶液中,分别接通电源,观察并记录现象。
使用建议:
(1 )NaCl、KNO3固体-般使用粉末,若能使用体积较大的晶体则可使对电离过程的分析更易理解。
(2 )测纯水导电性时应保证蒸馏水较纯,且应强调“ 在这种情况下测不到水导电”。
(3)做溶液导电性实验时,在纯水导电性实验基础上,向蒸馏水中加入NaCl粉末,展现灯泡逐渐变亮的过程,并引导学生边看边思考溶解的微观过程。
(4)可使用实物投影仪将实验过程和现象放大,支持学生的观察与思考。
二、思考与讨论
【思考与讨论】
(1)请写出NaOH、Ca(OH)2、 Ba(OH)2的电离方程式。
(2)请结合以上电离方程式,并参考酸的本质,尝试从电离的角度概括出碱的本质。
使用建议:
要求学生在书写三种碱的电离方程式时要上下对齐。可在板书或课件上框定三者电离出的共同的离子OH-,如下所示。
NaOH= Na++OH-
Ca(OH)2 = Ca2++2 OH-
Ba(OH)2 = Ba2++2 OH-
对于学习能力较强的学生,可引导其分析Cu2(OH)2CO3是否属于碱。
三、练习与应用
1.在里或______下 能够导电的化合物叫做电解质。电解质溶液之所以能够导电,是由于电解质在溶液中发生了___,产生了________________________________________________
2.下列叙述中,正确的是
A. KNO3固体不导电,所以KNO3不是电解质
B.铜丝、石墨均能导电,所以它们都是电解质
C.熔融的MgCl2能导电,所以MgCl2是电解质
D. NaCI溶于水,在通电条件下才能发生电离
3.写出下列物质的电离方程式。
(1 )HNO3
(2) KOH
(3 ) Fe2(SO4)3
(4 )NH4NO3
【参考答案与解析】
1.水溶液 熔融状态 电离 能自由移动的带电粒子一阴、 阳离子
【解析】电流是带电粒子的定向移动,离子是带电粒子的一种。
2.C.
【解析】 A.电解质固体不导电是因为所含离子不能自由移动;B.电解质是化合物,不包括单质;D.电离与通电无关。
3. (1)HNO3=H++NO3-
(2)KOH=K++OH-
(3) Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-
(4)NH4NO3=NH4++NO3-;第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.电解质能导电
B.其水溶液能导电的化合物就是电解质
C.不能导电物质就是非电解质
D.物质导电的条件是有能自由移动的离子或有自由移动的电子
【答案】D
【解析】A. 电解质导电需要条件为水溶液或熔融状态,存在自由移动的离子,电解质本身并不一定导电,如固态氯化钠不导电,A错误;
B. 二氧化碳、氨气其水溶液能导电,溶液中导电的离子不是他本身电离产生的,所以它们不是电解质,是非电解质,B错误;
C.氢气、氧气等单质,它们不能导电,但是它们也不是非电解质,C错误;
D. 金属和石墨导电是因为有自由移动的电子,电解质导电是因为有自由移动的离子,D正确。答案选D。
2.下列物质水溶液能导电,但该物质属于非电解质的是( )
A.Na2O B.Cl2 C.H2SO4 D.CO2
【答案】D
【解析】A.Na2O是离子化合物,在熔融状态下可以电离产生自由移动的Na+、O2-离子而能够导电,属于电解质,A不符合题意;
B.Cl2是单质,不是化合物,因此既不属于电解质,也不属于非电解质,B不符合题意;
C.H2SO4是二元强酸,属于电解质,水溶液能够导电,C不符合题意;
D.CO2是共价化合物,由分子构成,在熔融状态下不能电离产生自由移动的离子,因此不能导电;在水溶液中CO2与水反应产生H2CO3,H2CO3能电离产生自由移动的离子而导电,所以H2CO3属于电解质,而CO2属于非电解质,D符合题意;故合理选项是D。
3.下列说法正确的是
A.硫酸钡不溶于水,所以硫酸钡是非电解质
B.二氧化碳溶于水可以导电,所以二氧化碳是电解质
C.硫酸是电解质,所以硫酸在熔化时或溶于水时都能导电
D.液态氯化氢不导电,但氯化氢是电解质
【答案】D
【解析】A、硫酸钡不溶于水但受热熔化时可导电,故硫酸钡是电解质,选项A错误;
B、虽然二氧化碳溶于水可以导电,但在水溶液中能直接电离出自由移动的离子不是二氧化碳,而是碳酸,选项B错误;
C、硫酸在熔融时不能导电,选项C错误;
D、液态氯化氢不导电,但氯化氢的水溶液能导电,氯化氢是电解质,选项D正确;答案选D。
4.下列物质属于电解质的是
A.KNO3 B.乙醇 C.稀硫酸溶液 D.Fe
【答案】A
【解析】A项、KNO3溶于水和熔融状态下均能导电,属于电解质,A正确;
B项、乙醇溶于水和熔融状态下均不导电,不属于电解质,B错误;
C项、稀硫酸溶液是混合物,所以不是电解质,C错误;
D项、铁是单质,所以铁既不是电解质也不是非电解质,D错误;故本题选A。
5.下列叙述正确的是
A.氯化钠溶液在电流作用下电离成Na+与Cl
B.溶于水后能电离出H+的化合物都是酸
C.氯化氢溶于水后能导电,但液态氯化氢不能导电
D.导电性强的溶液中自由移动离子数目一定比导电性弱的溶液中自由移动离子数目多
【答案】C
【解析】A、电离过程在水分子作用下,错误;
B、只有电离出来的阳离子全部是氢离子的才是算,错误;
C、液态的氯化氢不能发生电离,所以不导电,正确;
D、导电能力的强弱跟离子浓度和离子所带的电荷数有关,错误;答案选C。
6.下列电离方程式正确的是( )
A.H2SO4===H2++SO42- B.Ca(OH)2===Ca2++(OH)2-
C.AlCl3===Al+3+3Cl-1 D.Al2(SO4)3===2Al3++3SO42-
【答案】D
【解析】A.H2SO4电离生成H+和SO42-,电离方程式为H2SO4=2H++ SO42-,A选项错误;
B.Ca(OH)2电离生成Ca2+和OH-,电离方程式为Ca(OH)2=Ca2++2OH-,B选项错误;
C.AlCl3电离生成Al3+和Cl-,电离方程式为AlCl3=Al3++3Cl-,C选项错误;
D.Al2(SO4)3电离生成Al3+和SO42-,电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3++3SO42-,D选项正确;答案选D。
7.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.盐酸 B.SO2 C.NH4NO3 D.NaOH
【答案】B
【解析】A. 盐酸,能导电,但盐酸是混合物,既不属于电解质,也不属于非电解质,A不合题意;
B. SO2,水溶液能导电,但属于非电解质,B符合题意;
C. NH4NO3,水溶液能导电,属于电解质,C不合题意;
D. NaOH,水溶液能导电,但属于电解质,D不合题意。故选B。
8.下列电离方程式正确的是( )
A.H2SO4===H2++SO42- B.Ca(OH)2===Ca2++(OH)2-
C.AlCl3===Al+3+3Cl-1 D.Al2(SO4)3===2Al3++3SO42-
【答案】D
【解析】A.H2SO4电离生成H+和SO42-,电离方程式为H2SO4=2H++ SO42-,A选项错误;
B.Ca(OH)2电离生成Ca2+和OH-,电离方程式为Ca(OH)2=Ca2++2OH-,B选项错误;
C.AlCl3电离生成Al3+和Cl-,电离方程式为AlCl3=Al3++3Cl-,C选项错误;
D.Al2(SO4)3电离生成Al3+和SO42-,电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3++3SO42-,D选项正确;答案选D。
二、非选择题
9.按要求填空
(1)写出下列物质在水溶液中的电离方程式
NaHSO4___________
(NH4)2CO3_______________
NaHCO3_____________________
(2)现有以下物质:①NaCl溶液 ②干冰 ③ 液态HCl ④铜 ⑤BaSO4固体 ⑥ 蔗糖⑦Na2O ⑧NaOH固体 ⑨盐酸 ⑩NH3
其中能够导电的是__(填序号,下同);属于电解质的是_______;属于非电解质的是_____
【答案】(1)NaHSO4= Na++H++SO (NH4)2CO3=2NH+CO NaHCO3= Na++HCO
(2)①④⑨ ③⑤⑦⑧ ②⑥⑩
【解析】电解质是指在水溶液或熔融条件下能导电的化合物;非电解质是指在水溶液和熔融条件下都不能导电的化合物。
(1) 硫酸为强酸,NaHSO4电离方程式为:NaHSO4= Na++H++SO;
(NH4)2CO3为盐,电离方程式为:(NH4)2CO3=2NH+CO;
碳酸为弱酸, NaHCO3电离方程式为:NaHCO3= Na++HCO;
(2)①NaCl溶液,存在自由移动的离子,能导电,但是是混合物,所以既不是电解质也不是非电解质;②干冰,无自由移动的离子或电子,不能导电,是非电解质;③ 液态HCl,无自由移动的离子或电子,不能导电,在水溶液中能导电,是电解质; ④铜有自由移动电子,能导电,属于单质,既不是电解质也不是非电解质;⑤BaSO4固体,有离子,但是离子不能自由移动,不能导电,是电解质;⑥ 蔗糖,无自由移动的离子或电子,不能导电,是非电解质;⑦Na2O,有离子,但是离子不能自由移动,不能导电,是电解质;⑧NaOH固体,有离子,但是离子不能自由移动,不能导电,是电解质;⑨盐酸存在自由移动的离子,能导电,但是是混合物,所以既不是电解质也不是非电解质;⑩NH3 ,无自由移动的离子或电子,不能导电,是非电解质;
其中能够导电的是①④⑨;属于电解质的是③⑤⑦⑧;属于非电解质的是②⑥⑩。(共18张PPT)
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
【学习任务一】身边的化学,发现问题
生活常识告诉我们,给电气设备通电时,湿手操作易发生 触电事故。这是为什么呢?
1.水导电吗?
2.什么化学物质是导电的,什么化学物质又是不导电的呢?
【初高中知识衔接】
初中电解水的实验中,水中是加入了硫酸钠或氢氧化钠来增强导电性的,实际纯水在一般条件下是很难测出导电性的。
生活常识:铜、石墨是导电的。
初中物质导电性实验: 盐酸、硫酸、 NaOH溶液、 氢氧化钙溶液等溶液是导电的。
【思考】NaC1溶液、KNO3溶液导电吗?NaCl固体、KNO3固体呢?
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
[实验1-2](视频)在三个烧杯中分别加入干燥的NaCl固体、KNO3固体和蒸馏水,如图1-9所示连接装置,将石墨电极依次放入三个烧杯中,分别接通电源,观察并记录现象。
取上述烧杯中的NaCl固体、KNO3,固体各少许,分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解形成溶液。如图1-9所示,将石墨电极依次放入NaC1溶液、KNO3溶液中,分别接通电源,观察并记录现象。
【知识拓展】如果将NaCl、KNO3、NaOH等固体分别加热至熔化,它们也都能导电。
电流是由带电荷的粒子按一定方向移动而形成的。因此,能导电的物质必须具有能自由移动的、带电荷的粒子。
石墨、Cu导电是由于有自由移动的电子。
盐酸、 NaOH溶液、 NaCl溶液、熔融NaCl导电是由于有自由移动的离子。
【归纳总结】物质导电的原因
【新概念】
电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物
非电解质:在水溶液里或熔融状态下都不能导电的化合物
物质
混和物
纯净物
化合物
单质
电解质
非电解质
不是电解质
也不是非电解质
酸、碱、盐、水、
活泼金属氧化物(CaO)
大多数有机物(酒精/蔗糖)
非金属氧化物(CO2/SO2)
NH3
【评价任务一】利用分类方法,将电解质和非电解质归纳入物质中,并用图示表示出来。
1.下列物质中哪些是电解质?哪些是非电解质?
①铜 ②固态NaCl ③CO2 ④H2SO4 ⑤硫酸钡
⑥酒精 ⑦KOH水溶液 ⑧熔融状态的KNO3 ⑨蔗糖溶液
【评价任务二】
【答案】电解质:②固态NaCl ④H2SO4 ⑤硫酸钡 ⑧熔融状态的KNO3
非电解质: ③CO2 ⑥酒精 ⑨蔗糖溶液
【注意】
(1)电解质首先必须是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;
(2)某些非电解质溶于水时与水反应生成电解质从而使溶液导电,但是该化合物依然是非电解质(例如:CO2)
2、下列说法中,正确的是( )
A.液态HCl、固态NaCl均不导电,所以HCl、NaCl均不是电解质
B.NH3、CO2的水溶液均能导电,所以NH3、CO2均是电解质
C.蔗糖、酒精在水溶液里或熔融状态时均不导电,所以它们是非电解质
D.铜、石墨均导电,所以它们是电解质
C
人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一),有时也会沾有其他电解质,当遇到水时,形成电解质溶液。电解质溶液能够导电,因此,湿手直接接触电源时容易发生触电事故。
【解决问题】生活常识告诉我们,给电气设备通电时,湿手操作易发生 触电事故。这是为什么呢?
【思考】为什么NaCl固体不导电,而NaCl溶液、熔融NaCl可导电?
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【新概念】电离:物质溶于水后或受热熔化时,解离成能够自由移动的离子的过程。
【思考】观察下图,NaCl溶液、熔融NaCl导电的过程能否用一个式子表示?
NaCl =
Na+ + Cl -
【新概念】电离方程式:电解质的电离可以用电离方程式表示(为简便起见,一般仍用离子符号表示水合离子)。
【评价任务三】
写出HCl、H2SO4、HNO3 、NaOH、KOH、Ba(OH)2、NaCl、K2SO4和NH4NO3的电离方程式:
HCl =
H+ +Cl-
H2SO4 =
2H++SO42-
HNO3 =
H+ +NO3-
电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物叫做酸。
电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子(OH-)的化合物叫做碱。
NaOH =
OH- +Na+
KOH =
OH- +K+
Ba(OH)2 =
2OH-+Ba 2+
【思考与讨论】请参考酸的本质,尝试从电离的角度概括出碱的本质。
NaCl =
Na+ + Cl -
K2SO4 =
2K+ + SO4 2-
NH4NO3 =
NH4+ + NO3-
电离时能生成金属阳离子(或者NH4+)和酸根阴离子 的化合物叫做盐。
【评价任务四】
已知,水溶液中,强酸的酸式根能完全解离, 而弱酸的酸式根不能完全解离。书写以下物质的电离方程式,并归纳电离方程式书写的注意事项。
NaHCO3 NaHSO4
NaHSO4 = Na+ +H+ + SO42-
NaHCO3 = Na+ +HCO3-
1、阴阳离子拆开写,但原子团不能拆,
如:NO3-、SO42-、OH-、NH4+、CO32-等
2、原子个数守恒,电荷守恒
3、水溶液中,强酸的酸式根(HSO4—)要拆开写,
而弱酸的酸式根(HCO3—)不能拆。
书写电离方程式时的注意事项:
2.次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,
H3PO2是一元中强酸,NaH2PO2 为______(填“正盐”或“酸式盐”)
正盐
1、已知HClO4是一种酸,则其溶于水完全电离生成的离子是 _____和 。
H+
ClO4-
【评价任务五】
【解析】 H3PO2是一元中强酸,只能离解出一个氢离子,剩下的氢元素不能离解出来,也就是H2PO2-并非酸式根离子,所以NaH2PO2 为正盐。
【课堂小结】
1、电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
2、电离:电解质在溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。
3、电离方程式:离子的拆分要正确,原子个数应该守恒。
4、酸碱盐的拆分:酸拆为氢离子和酸根离子;碱拆为阳离子和氢氧根离子;盐拆为金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子。